獨(dú)居多年，期間從未見過異性的雌性，突然就生孩子了……這樣的事情在鱷魚、鯊魚、蛇和蜥蜴等動物身上都出現(xiàn)過。
2018 年，在哥斯達(dá)黎加的一個(gè)動物園，一只在過去 16 年里都沒有和同類接觸過的雌性美洲鱷產(chǎn)下了一窩蛋。在 14 個(gè)蛋里，有 7 個(gè)看起來像是受精蛋。
受精的鱷魚蛋中間有一條“腰帶” | Quetzal Dwyer經(jīng)過三個(gè)月的人工孵化，蛋還沒有成功孵化，于是研究人員把蛋打開了，在一個(gè)蛋里發(fā)現(xiàn)了一只完全成形的鱷魚寶寶。
有個(gè)蛋里有一只完全成形的鱷魚寶寶，另外六個(gè)看似受精了的蛋里是無法識別的內(nèi)容物 | Quetzal Dwyer
雌性動物不需要雄性，不用交配就能產(chǎn)生后代的現(xiàn)象叫做孤雌生殖。由于在野外觀測孤雌生殖的發(fā)生情況非常困難，目前這方面的許多個(gè)首次發(fā)現(xiàn)幾乎都發(fā)生在人類喂養(yǎng)的動物身上。
2023 年 8 月，在美國芝加哥的一家動物園，一只肩章鯊寶寶出生了。這里的工作人員也很意外，因?yàn)樗麄儚奈醋屗膵寢尯托坌怎忯~一起生活。從去年開始，這只成年雌性鯊魚每月會產(chǎn)下幾個(gè)卵，通常都是未受精的卵，無法存活，直到人們發(fā)現(xiàn)有一顆卵居然發(fā)育成胚胎了，經(jīng)過 5 個(gè)月的孵化，一只鯊魚寶寶破殼而出。
在這之前，別的水族館也有肩章鯊孤雌生殖的記錄。
2016 年，澳大利亞一個(gè)水族館里一條獨(dú)居多年的雌性豹紋鯊生出了三只小鯊魚。剛開始，研究人員懷疑它可能在身體里儲存了精子，但是當(dāng)他們使用基因鑒定技術(shù)進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，小鯊魚們的遺傳物質(zhì)只來自鯊魚媽媽。研究人員認(rèn)為，它可能是有史以來觀測到的第一只從有性繁殖轉(zhuǎn)為無性繁殖的鯊魚。
幼年豹紋鯊身上的顏色和圖案，與成年個(gè)體的不一樣 | Tourism and Events Queensland, Akhilesh K.V
2012 年，在美國的路易斯維爾動物園（Louisville Zoo），一條從未見過異性的雌性網(wǎng)紋蟒產(chǎn)下了一些蛋。蛇產(chǎn)下沒有受精的蛋并不罕見，但工作人員發(fā)現(xiàn)，這些未受精的蛋居然沒有萎縮、變色，看起來還挺飽滿健康的，于是就對其中的一些蛋進(jìn)行人工孵化，結(jié)果有 6 個(gè)蛋都發(fā)育成了健康的小蛇。
極體和卵子相結(jié)合
對于大多數(shù)動物來說，繁殖是有性的，即需要交配才能繁殖，涉及到雌性卵子與雄性精子的結(jié)合。精子和卵子被稱為性細(xì)胞，兩者都是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生的。經(jīng)過減數(shù)分裂，每個(gè)卵子終只含有雌性的一半 DNA，每個(gè)精子只含有雄性的一半 DNA。由此產(chǎn)生的后代的 DNA 一半來自母親，一半則來自父親。
那么，孤雌生殖的時(shí)候，后代的另一半遺傳物質(zhì)怎么來的呢？
簡單來說就是，雌性的身體找到了一種獨(dú)特的方式，來填補(bǔ)通常由精子所提供的基因。在雌性生殖系統(tǒng)中，減數(shù)分裂會使卵細(xì)胞形成一個(gè)大的卵子和三個(gè)較小的極體。極體包含了多余的遺傳物質(zhì)，之后會退化并消失，以保證卵子有正確的染色體數(shù)量，同時(shí)排出多余的細(xì)胞質(zhì)。
在孤雌生殖的情況，極體就起到了精子的作用，會與卵子結(jié)合然后形成胚胎。
通常情況下，第一極體不分裂，但有些生物體的第一極體也會分裂，后就會產(chǎn)生3個(gè)極體 | Sciencia58
由于在卵子經(jīng)歷減數(shù)分裂的過程中，染色體發(fā)生重組，因此孤雌生殖產(chǎn)生的后代的基因會和母親的類似，但又稍有不同。因此，孤雌生殖和克隆是不同的概念，盡管它們都涉及到無性生殖。前者產(chǎn)生的后代通常具有一定程度的遺傳變異，而后者產(chǎn)生的后代則是基因上的復(fù)制。
后代多為雌性，也有雄性
對于大多可以孤雌繁殖的動物而言，后代通常是從母親那里獲得兩條X染色體，因此只能產(chǎn)生雌性后代。另外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)這可能是一種遺傳特征，即經(jīng)歷過孤雌生殖的雌性可能生出可以進(jìn)行孤雌生殖的女兒。
鯊魚孤雌生殖的時(shí)候就只會生下女兒，而有些雌性動物的孤雌生殖則會生出兒子。2006 年，英國一家動物園里的一只科莫多巨蜥也出現(xiàn)了孤雌生殖。雌性科莫多巨蜥攜帶 WZ 性染色體，而雄性的則是 ZZ。當(dāng)發(fā)生孤雌生殖時(shí)，雌性只能產(chǎn)下 WW 或 ZZ 的卵，由于 WW 的卵無法存活，因此只有 ZZ 蛋能成功孵化，于是后代就都是雄性。
而當(dāng)有了雄性個(gè)體，科莫多巨蜥之后就可以進(jìn)行有性生殖了……
2006年，在倫敦切斯特動物園（Chester Zoo），一只通過孤雌生殖產(chǎn)生的科莫多巨蜥寶寶出生了 | Ian Stephen
孤雌生殖比人們認(rèn)為的多
從進(jìn)化的角度來看，孤雌繁殖似乎并不是繁衍后代的佳方式。依賴孤雌生殖的孤立種群的基因庫會變得越來越小，后代更容易受到疾病的影響，也更難以適應(yīng)氣候條件的變化或新的捕食者。
但是，孤雌繁殖似乎提供了一種緊急措施。以科莫多巨蜥為例，作為印度尼西亞眾多荒島的島民，當(dāng)流落到一個(gè)沒有同類的小島時(shí)，雌性科莫多巨蜥仍然可以通過孤雌生殖來維持物種的延續(xù)。
待到某一天，當(dāng)另一個(gè)島嶼的同類被沖上岸時(shí)，這兒的基因庫多樣性也就增加了。但奇怪的是，即使在混合性別的種群中，有些科莫多巨蜥仍然采用孤雌生殖。
2021 年，研究人員發(fā)現(xiàn)兩只加州兀鷲也會孤雌生殖，而且，它們之前曾和雄性多次成功繁殖過 | Joseph Brandt關(guān)于孤雌生殖，我們?nèi)匀挥性S多未知。
過去，孤雌生殖的現(xiàn)象一直被認(rèn)為是很罕見的，然而越來越多的發(fā)現(xiàn)都在表明，它的存在可能比我們認(rèn)為的要廣泛得多。
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來源丨把科學(xué)帶回家（id：steamforkids）
作者 | Cloud《萬物》雜志編輯
審校 | Ziv《萬物》雜志編輯
責(zé)編丨一諾
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